發(fā)電知識(shí)鍋爐

1、火力發(fā)電知識(shí)1.火力發(fā)電廠生產(chǎn)流程及特點(diǎn)火電廠的種類雖很多，但從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)分析，其生產(chǎn)過(guò)程卻是基本相同的，概括地說(shuō)是把燃料（煤）中含有的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程可分為三個(gè)階段：（一）、燃料的化學(xué)能在鍋爐中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱鍋爐中的水使之變?yōu)檎羝Q為燃燒系統(tǒng)；（二）、鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，稱為汽水系統(tǒng)；（三）、由汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，把機(jī)械能變?yōu)殡娔?，稱為電氣系統(tǒng)。其基本生產(chǎn)流程及示圖為：燃料燃燒的熱能鍋爐高溫高壓水蒸汽汽輪機(jī)機(jī)械能發(fā)電機(jī)電能變壓器電網(wǎng)2.火力發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)述：生產(chǎn)過(guò)程是這樣的，燃煤用輸煤皮帶從煤場(chǎng)運(yùn)至煤斗中，

2、煤斗中的原煤要先送至磨煤機(jī)內(nèi)磨成煤粉，磨碎的煤粉由熱空氣攜帶經(jīng)排粉風(fēng)機(jī)送入鍋爐的爐膛內(nèi)燃燒。煤粉燃燒后形成的熱煙氣沿鍋爐的水平煙道和尾部煙道流動(dòng)，放出熱量，利用熱煙氣加熱空氣。這樣，一方面除使進(jìn)入鍋爐的空氣溫度提高，易于煤粉的著火和燃燒外最后進(jìn)入除塵器，將燃燒后的煤灰分離出來(lái)。潔凈的煙氣在引風(fēng)機(jī)的作用下通過(guò)煙囪排入大氣。助燃用的空氣由送風(fēng)機(jī)送入裝設(shè)在尾部煙道上的空氣預(yù)熱器內(nèi)，利用熱煙氣加的利用率。從空氣預(yù)熱器排出的熱空氣分為兩股：一股去磨煤機(jī)干燥和輸送煤粉，另一股直接送入爐膛助燃。燃煤燃盡的灰渣落入爐膛下面的渣斗內(nèi)，與從除塵器分離出的細(xì)灰一起用水沖至灰漿泵房?jī)?nèi)，再由灰漿泵送至灰場(chǎng)?；鹆Πl(fā)電廠在

3、除氧器水箱內(nèi)的水經(jīng)過(guò)給水泵升壓后通過(guò)高壓加熱器送入省煤器。在省煤器內(nèi)，水受到熱煙氣的加熱，然后進(jìn)入鍋爐頂部的汽包內(nèi)。在鍋爐爐膛四周密布著水管，稱為水冷壁。水冷壁水管的上下兩端均通過(guò)聯(lián)箱與汽包連通，汽包內(nèi)的水經(jīng)由水冷壁不斷循環(huán)，吸收著煤受燃燒過(guò)程中放出的熱量。部分水在冷壁中被加熱沸騰后汽化成水蒸汽，這些飽和蒸汽由汽包上部流出進(jìn)入過(guò)熱器中。飽和蒸汽在過(guò)熱器中繼續(xù)吸熱，成為過(guò)熱蒸汽。過(guò)熱蒸汽有很高的壓力和溫度，因此有很大的熱勢(shì)能。具有熱勢(shì)能的過(guò)熱蒸汽經(jīng)管道引入汽輪機(jī)后，便將熱勢(shì)能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能。高速流動(dòng)的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，形成機(jī)械能。汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)連軸器聯(lián)在一起。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)

4、便帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的另一端帶著一臺(tái)小直流發(fā)電機(jī)，叫勵(lì)磁機(jī)。勵(lì)磁機(jī)發(fā)出的直流電送至發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈中，使轉(zhuǎn)子成為電磁鐵，周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)也是旋轉(zhuǎn)的，發(fā)電機(jī)定子內(nèi)的導(dǎo)線就會(huì)切割磁力線感應(yīng)產(chǎn)生電流。這樣，發(fā)電機(jī)便把汽輪機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。電能?jīng)變壓器將電壓升壓后，由輸電線送至電用戶。蒸氣在汽輪機(jī)中做完功以后，從汽輪機(jī)排汽口排出稱為乏汽，排入凝汽器，乏汽在凝汽器內(nèi)被循環(huán)水泵送入凝汽器的冷卻水冷卻，從新凝結(jié)成水，此水成為凝結(jié)水。凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送入低壓加熱器并最終回到除氧器內(nèi)，完成一個(gè)循環(huán)后，在循環(huán)過(guò)程中難免有汽水的泄露，即汽水損失，因此要適量地向循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)給一

5、些水，以保證循環(huán)的正常進(jìn)行。高、底壓加熱器是為提高循環(huán)的熱效率所采用的裝置，除氧器是為了除去水含的氧氣以減少對(duì)設(shè)備及管道的腐蝕。以上分析雖然較為繁雜，但從能量轉(zhuǎn)換的角度看卻很簡(jiǎn)單，即燃料的化學(xué)能蒸汽的熱勢(shì)能機(jī)械能電能。在鍋爐中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮?；在汽輪機(jī)中，蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能；在發(fā)電機(jī)中機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。爐、機(jī)、電是火電廠中的主要設(shè)備，亦稱三大主機(jī)。與三大主機(jī)相輔工作的設(shè)備成為輔助設(shè)備或稱輔機(jī)。主機(jī)與輔機(jī)及其相連的管道、線路等稱為系統(tǒng)?；痣姀S的主要系統(tǒng)有燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等。3.鍋爐的構(gòu)造及重要輔助設(shè)備1.鍋爐的構(gòu)造1.1什么是鍋爐定義：鍋爐是一種生產(chǎn)蒸汽或

6、熱水的換熱設(shè)備。它是由本體、附件儀表及附屬設(shè)備組成。本體主要有“鍋”和“爐”兩部分。在中、小型鍋爐機(jī)械化燃燒設(shè)備中，鏈條爐排爐是歷史悠久、結(jié)構(gòu)成熟、性能穩(wěn)定的一種，獲得較為廣泛的應(yīng)用。1.1-1鍋“鍋”即是鍋爐容納不各蒸汽的受壓部件,它包括鍋筒(汽包)或鍋殼,水冷壁管,對(duì)流管束,煙管,下降管,集箱,過(guò)熱器,省煤器等受壓部件組成.由此而組成完整的水和蒸汽的系統(tǒng),進(jìn)行加熱和汽化等過(guò)程。1.1-2爐“爐”是由燃燒設(shè)備,爐墻,爐拱和鋼架等部分組成.它使燃料進(jìn)行燃燒產(chǎn)生灼熱煙氣,煙氣經(jīng)過(guò)爐膛和各段煙道向鍋爐受熱面放熱,最后從鍋爐尾部進(jìn)入煙囪排出。1.1-3其他重要輔機(jī)碎煤機(jī)、輸煤裝置、送引風(fēng)機(jī)及管道、給

7、水裝置、排污系統(tǒng)、水處理設(shè)備及管道、除塵及除灰系統(tǒng)、輸渣裝置、控制系統(tǒng)等。1.1-4附件儀表：安全閥、水位計(jì)、壓力表、溫度表、流量計(jì)、壓力及水位聲光報(bào)警裝置、聯(lián)鎖保護(hù)裝置等。閥門主要有主汽閥、排污閥、止回閥等。2.1汽包汽包是匯集、貯存、凈化蒸汽和補(bǔ)充給水的帶壓容器，在水管鍋爐中，通常有12個(gè)鍋筒，上鍋筒稱為汽鼓(汽包)，下面的稱為水鼓或泥鼓（比如我們公司使用的雙鍋筒縱置式鏈條爐）。上鍋筒內(nèi)部有均勻給水的配水槽，汽水分離裝置和連續(xù)排污裝置。上鍋筒外部裝有主汽閥、安全閥、空氣閥、水位計(jì)、排污管以及壓力表等連接管。下鍋筒的一端封頭上開有人孔，底部裝有定期排污裝置。上下鍋筒之間用許多上升管和下降管

8、(對(duì)流管束)連接，整個(gè)部件呈彈性結(jié)構(gòu)。2.1.1汽包的作用（1）汽包是加熱、蒸發(fā)、（過(guò)熱）過(guò)程的連接樞紐，同時(shí)也作為一個(gè)平衡器，保證水冷璧循環(huán)所需要的壓頭。（2）存有一定容量的水與汽，具有相當(dāng)?shù)男顭崃浚?dāng)鍋爐工況變化時(shí)，能起緩沖穩(wěn)定汽壓的作用。（3）內(nèi)部有汽水分離裝置和連續(xù)排污裝置，保證飽和蒸汽的品質(zhì)。（4）汽包上有壓力表、水位計(jì)、事故放水、安全閥等設(shè)備，保證鍋爐安全運(yùn)行。2.1.2汽包的特點(diǎn)（1）裝有測(cè)量表計(jì)與安全附件，水位是鍋爐最主要控制的參數(shù)。（2）是鍋爐安裝中時(shí)最重的的部件。（3）制造工藝要求高。汽包是鍋爐設(shè)備中制造工藝用最嚴(yán)格的部件。2.2主要受熱面2.2.1水冷壁結(jié)構(gòu)及作用水冷壁是

9、布置在爐膛四周的輻射受熱面。由鍋爐鋼管組成，是水管鍋爐的主要受熱面。水冷壁的上部與上鍋間直接連接或先經(jīng)過(guò)上集箱再與上鍋筒連接。上鍋筒的爐水經(jīng)下降管進(jìn)人下鍋筒和下集箱，經(jīng)過(guò)水冷壁吸熱，形成汽水混合物，并上升到上鍋筒，組成一個(gè)封閉的自然循環(huán)。作用有：（1）吸收爐內(nèi)輻射熱，將水加熱成飽和蒸汽；（2）保護(hù)爐墻，簡(jiǎn)化爐墻結(jié)構(gòu)，減輕爐墻重量，這主要是由于水冷壁吸收爐內(nèi)輻射熱，使?fàn)t墻溫度降低的緣故；（3）吸收爐內(nèi)熱量，把煙氣冷卻到爐膛出口所允許的溫度，這對(duì)減輕爐內(nèi)結(jié)渣、防止?fàn)t膛出口結(jié)渣都是有利的；（4）水冷壁在爐內(nèi)高溫下吸收輻射熱，傳熱效果好，故能降低鍋爐鋼材消耗量及鍋爐造價(jià)。2.2.1.1下降管下降管是水

10、循環(huán)系統(tǒng)中不可缺少的受壓部件，布置在爐墻外面，其作用是把鍋筒的水輸送到下集箱，使受熱面管子(水冷壁管）有足夠的循環(huán)水量。下降管不允許受熱，否則會(huì)影響水循環(huán)的安全。2.2.1.2集箱集箱（也稱聯(lián)箱），其作用是匯集、分配鍋水，保證各受熱面的管子可靠供水。上集箱則是匯集各管子的水或汽水混合物。集箱一般不受熱。位于爐排兩側(cè)的下集箱又稱防焦箱，主要作用是防止?fàn)t排處爐墻結(jié)焦。1、省煤器在鍋爐中布置特點(diǎn)及主要作用省煤器布置特點(diǎn)（1）逆流布置，增大傳熱溫差；（2）水由下而上，便于排出氣體，避免腐蝕；煙氣自上而下，吹灰作用。鑄鐵式省煤器。省煤器主要作用（1）吸收低溫?zé)煔獾臒崃恳越档团艧煖囟?，提高鍋爐效率，節(jié)省燃

11、料。（2）由于給水在進(jìn)入蒸發(fā)受熱面前先在省煤器內(nèi)加熱，這樣就減少了水在蒸發(fā)受熱面內(nèi)吸熱量，因此可用省煤器代部分造價(jià)較高的蒸發(fā)受熱面。也就是以管徑較小、傳熱溫差較大、價(jià)格較低的省煤器來(lái)代替部分造價(jià)較高的蒸發(fā)受熱面。（3）提高了進(jìn)入泡包的給水溫度，減少了給水與汽包壁之間的溫差，從而使汽包熱應(yīng)力降低。省煤器分類：按照省煤器出口工質(zhì)的狀態(tài)，分為沸騰式和非沸騰式兩種；根據(jù)材質(zhì)分為鑄鐵式和鋼管式。2、空氣預(yù)熱器作用：作用：（安裝在鍋爐尾煙道中）利用省煤器后煙氣的熱量加熱燃燒所需的空氣，以利于燃料的著火和燃燒，并可降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。鍋爐空氣預(yù)熱器是利用了煙氣的熱量來(lái)加熱燃燒所需空氣的熱交換設(shè)備。

12、由于它工作在煙氣溫度最低區(qū)域，可以回收煙氣的熱量，降低排煙溫度，從而提高鍋爐效率；同時(shí)也由于空氣被預(yù)熱，強(qiáng)化了燃料的著火和燃燒過(guò)程，減少了燃料不完全燃燒熱損失，進(jìn)一步提高了鍋爐效率；此外空氣預(yù)熱器還能提高爐膛煙氣溫度，強(qiáng)化爐內(nèi)輻射換熱，因此，空氣預(yù)熱器已成為現(xiàn)代鍋爐的重要組成部分。一般將空氣加熱到300 400度。常將燃燒用的空氣分成一次風(fēng)、二次風(fēng)。一次風(fēng)：攜帶煤粉或液體、氣體燃料經(jīng)燃燒器進(jìn)入爐膛，為提供著火所需的那部分風(fēng)量。（占總風(fēng)量的2030%）二次風(fēng)：燃燒所需的其余7580%風(fēng)量是作為助燃的二次風(fēng)。空氣預(yù)熱器分類：按換熱方式分傳熱式和蓄熱式。管式預(yù)熱器屬于傳熱式空氣預(yù)熱器，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱

13、器屬于蓄熱式預(yù)熱器。過(guò)熱器作用：是將飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過(guò)熱蒸汽，以提高熱效率。它在很大程度上影響著鍋爐的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行安全性，提高過(guò)熱蒸汽參數(shù)是提高火力發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性的重要途徑。根據(jù)傳熱方式分類為對(duì)流過(guò)熱器、半輻射過(guò)熱器、輻射過(guò)熱器。按布置分類分為頂棚過(guò)熱器、包墻過(guò)熱器、低溫對(duì)流過(guò)熱器、分隔屏式過(guò)熱器、后屏過(guò)熱器、高溫對(duì)流過(guò)熱器。再熱器作用：隨著蒸汽壓力的提高，為了減少汽輪機(jī)尾部的蒸汽濕度以及進(jìn)一步提高整個(gè)發(fā)電機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性，在大型鍋爐中普遍采用了中間再熱系統(tǒng)，即將汽輪機(jī)高壓缸的排汽引回到鍋爐中再加熱到高溫，然后再送到汽輪機(jī)的中壓缸中繼續(xù)膨脹作功，這個(gè)加熱器就是再熱器。2.鍋爐重要輔助

14、設(shè)備大型鍋爐中重要輔助設(shè)備有煙風(fēng)系統(tǒng)中的送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)等，制粉系統(tǒng)中磨煤機(jī)、給煤機(jī)。給水系統(tǒng)中給水泵。送風(fēng)機(jī)作用：克服空氣預(yù)熱器、風(fēng)道、燃燒器阻力，輸送燃燒風(fēng)，維持燃料充分燃燒。一次風(fēng)機(jī)作用：攜帶煤粉或液體、氣體燃料經(jīng)燃燒器進(jìn)入爐膛，為提供著火所需的那部分風(fēng)量。二次風(fēng)機(jī)作用：燃燒所需的其余7580%風(fēng)量是作為助燃的二次風(fēng)，給鍋爐燃燒提供一定氧量。引風(fēng)機(jī)作用：鍋爐排煙再經(jīng)過(guò)煙氣凈化系統(tǒng)變?yōu)楦蓛舻臒煔猓梢L(fēng)機(jī)送入煙囪排入大氣中。同時(shí)也是維持鍋爐壓力平衡作用。磨煤機(jī)作用：將原煤磨成需要細(xì)度的煤粉，完成粗細(xì)粉分離及干燥。其中過(guò)程：原煤由落煤管進(jìn)入兩個(gè)碾磨部件的表面之間，在壓緊力的

15、作用下，受到擠壓和碾磨而被粉碎成煤粉。由于碾磨部件的旋轉(zhuǎn)，磨成的煤粉被拋至風(fēng)環(huán)處（裝有均流導(dǎo)向葉片的環(huán)形熱風(fēng)通道稱為風(fēng)環(huán)）。熱風(fēng)以一定的速度通過(guò)風(fēng)環(huán)進(jìn)入干燥空間，對(duì)煤粉進(jìn)行干燥，并將其帶入碾磨區(qū)上部的粗粉分離器中，經(jīng)分離，不符合燃燒要求的粗粉返回碾磨區(qū)重磨；合格的煤粉經(jīng)粗粉分離器由干燥劑帶出磨外，引至一次風(fēng)管；來(lái)煤夾帶的雜物石塊、黃鐵礦金屬塊、木材等被拋至風(fēng)環(huán)處后，因由下而上的熱風(fēng)不足以阻止它們下落，故經(jīng)風(fēng)環(huán)落至雜物箱（石子煤箱）。爐水循環(huán)泵：建立和維持鍋爐內(nèi)部介質(zhì)的循環(huán)，完成介質(zhì)循環(huán)加熱的過(guò)程。燃燒器：將攜帶煤粉的一次風(fēng)和助燃的二次風(fēng)送入爐膛，并組織一定的氣流結(jié)構(gòu)，使煤粉能迅速穩(wěn)定的著火，同

16、時(shí)使煤粉和空氣合理混合，達(dá)到煤粉在爐內(nèi)迅速完全燃燒。煤粉燃燒器可分為直流燃燒器和旋流燃燒器兩大類。九.鍋爐的常用名詞術(shù)語(yǔ)：1.受熱面從放熱介質(zhì)中吸收熱量并傳遞給愛熱介質(zhì)的表面，稱為受熱面，如鍋爐的爐膽、筒體、管子等。2.輻射受熱面主要以輻射方式從放熱介質(zhì)吸收熱量的受熱面，一般指爐膛內(nèi)能吸收輻射熱(與火焰直接接觸)的受熱面，如水冷壁管、爐膽等。3.對(duì)流受熱面主要以對(duì)流方式從高溫?zé)煔庵形諢崃康氖軣崦?，一般是煙氣沖刷的受熱面，如煙管、對(duì)流管束等。4.鍋爐受熱效率鍋爐輸出的有效利用熱量與同一時(shí)間內(nèi)所輸入的燃料熱量的百分比即為鍋爐熱效率。5.蒸發(fā)量蒸汽鍋爐長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行時(shí)，每小時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽量，稱為這

17、臺(tái)鍋爐的蒸發(fā)量。6.壓力垂直均勻作用在單位面積上的力，稱為壓強(qiáng)，人們通常把它稱為壓力,單位是兆帕（MPa）。7.爐膛進(jìn)行燃燒和傳熱的空間稱為爐膛。8.微正壓燃燒爐膛中煙氣壓力略高于大氣壓(不超過(guò)0.005MPa)的燃燒方式.燃油,燃?xì)忮仩t大多采用微正壓燃燒。8.灰分灰分是燃料中不可燃燒的固體礦物雜質(zhì),它是燃料形成時(shí)期,開采及運(yùn)輸中摻入燃料中的,燃料中灰分多了,可燃成分就少,燃料燃燒時(shí)放出的熱量也就少,灰分帶走熱量多,使熱損失增加。9.水分水分是燃料中的有害成分,它吸收燃料燃燒時(shí)放出的熱量而汽化,因而直接降低燃料放出的熱量。十.鍋爐爐內(nèi)水循環(huán)過(guò)程是怎么循環(huán)的？鍋爐蒸發(fā)受熱面（水冷壁）內(nèi)工質(zhì)依靠下降管中的水與上升管中汽水混合物之間的密度進(jìn)行循環(huán)的鍋爐，稱為自然循環(huán)鍋爐。圖1為簡(jiǎn)單的自然循環(huán)回路圖，包括有受熱的上升管和不受熱的下降管，上升管和下降管上下兩端分別與汽包和下集箱連接成密閉的循環(huán)回路。（工作原理：水從汽包流向下降管，下降管中的水或達(dá)不到飽和溫度的欠熱水。水進(jìn)入上升管后，因